(57)【要約】  フリップチップパッケージの製造方法、特に、チップの能動側と基板の接触側との間の間隙部の充填方法を開示する。さらに、上記充填を補助する基板、および、フリップチップアセンブリを開示する。基板は、チップ支持領域内のチップ搭載面から基板搭載面に延びる供給口を含んでいる。この供給口を介して、アンダーフィル材を、基板とチップとの間隙部に充填する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
フリップチップアセンブリを製造するための基板であって、
上記基板の中または上に形成された導線と、
チップ支持領域を有するチップ搭載面と、
上記チップ搭載面とは反対側に位置する基板搭載面と、
上記チップ搭載面のチップ支持領域内に配置された、上記基板とチップとを接触させるための複数の第１コンタクトパッドと、
上記基板搭載面に配置された、上記基板と外部とを接触させるための複数の第２コンタクトパッドとを含み、
上記複数の第１コンタクトパッドの少なくとも一部は、上記基板の上記導線を介して、上記複数の第２コンタクトパッドに接続されており、
さらに、上記チップ支持領域内の上記チップ搭載面から上記基板搭載面に延びる供給口を含んでいる、基板。
【請求項２】
上記基板は複数の供給口を含んでいる、請求項１に記載の基板。
【請求項３】
上記複数の供給口の断面が長方形である、請求項１に記載の基板。
【請求項４】
上記複数の供給口の断面はチップの能動側と類似している、請求項３に記載の基板。
【請求項５】
上記複数の供給口は、チップ支持領域の中央に配置されている、請求項１に記載の基板。
【請求項６】
上記チップ搭載面に溝が位置しており、各溝の一端が上記複数の供給口に接続されている、請求項１に記載の基板。
【請求項７】
上記溝は、上記複数の供給口から外側に放射状に延びている、請求項６に記載の基板。
【請求項８】
上記溝は、ソルダーレジストからなる層内に配置されている、請求項１に記載の基板。
【請求項９】
基板の中または上に形成された導線と、
チップ支持領域を有するチップ搭載面と、
上記チップ搭載面とは反対側に位置する基板搭載面と、
上記チップ搭載面のチップ支持領域内に配置された、上記基板とチップとを接触させるための複数の第１コンタクトパッドと、
上記基板搭載面に配置された、上記基板と外部とを接触させるための複数の第２コンタクトパッドとを含み、
上記複数の第１コンタクトパッドの少なくとも一部は、上記基板の上記導線を介して、上記複数の第２コンタクトパッドに接続されており、
さらに、上記チップ支持領域内の上記チップ搭載面から上記基板搭載面に延びる供給口を含んでいる、基板と、
チップ接触部を有する能動側があるチップであって、
上記チップは、チップ支持領域内のチップ搭載面に面した上記能動側において、間隙部を構成する上記能動側と上記チップ搭載面との距離をあけて、搭載されており、上記距離が、チップ接触部と第１接触部とを相互接続しているコンタクトバンプによって規定されているチップと、
間に位置する全ての間隙部と供給口とに充填されるアンダーフィル材と、を含んだフリップチップアセンブリ。
【請求項１０】
上記間隙部はモールド樹脂によって充填されている、請求項９に記載のフリップチップアセンブリ。
【請求項１１】
上記チップは、上記モールド樹脂によって完全に包まれている、請求項１０に記載のフリップチップアセンブリ。
【請求項１２】
上記基板は複数の供給口を含んでいる、請求項９に記載のフリップチップアセンブリ。
【請求項１３】
上記複数の供給口の断面は長方形である、請求項９に記載のフリップチップアセンブリ。
【請求項１４】
上記チップ搭載面に溝が位置しており、各溝の一端が複数の供給口に接続されている、請求項９に記載のフリップチップアセンブリ。
【請求項１５】
基板の中または上に形成された導線と、
チップ支持領域を有するチップ搭載面と、
上記チップ搭載面とは反対側に位置する基板搭載面と、
上記チップ搭載面のチップ支持領域内に配置された、上記基板とチップとを接触させるための複数の第１コンタクトパッドと、
上記基板搭載面に配置された、上記基板と外部とを接触させるための複数の第２コンタクトパッドとを含み、
上記複数の第１コンタクトパッドの少なくとも一部は、上記基板の上記導線を介して、上記複数の第２コンタクトパッドに接続されており、
さらに、上記チップ支持領域内の上記チップ搭載面から上記基板搭載面に延びる供給口を含む、基板を備える工程と、
チップ接触部を有する能動側があるチップを備える工程と、
チップ支持領域内のチップ搭載面に面した能動側において、間隙部を形成するように能動側とチップ搭載面との距離をあけて、上記チップを搭載する工程であって、上記距離は、チップ接触部と複数の第１接触部とを相互接続しているコンタクトバンプによって規定されている、工程と、
上記供給口にアンダーフィル材を充填することにより、間に位置する全ての間隙部と供給口とを充填する工程とを含む、フリップチップパッケージの製造方法。
【請求項１６】
上記充填工程の後、上記アンダーフィル材を硬化させる、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
上記充填工程の間に、上記アンダーフィル材に圧力を加える、請求項１５に記載の方法。
【請求項１８】
上記液状のモールド樹脂をアンダーフィル材として供給口に充填する、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
上記チップを上記モールド樹脂によって完全に包む、請求項１５に記載の方法。
【請求項２０】
上記基板の何も搭載されていない基板搭載面を真空チャックに沿って配置し、該基板は真空チャックに係合しており、該基板を、アンダーフィル工程の間、該真空チャックによって支持し、アンダーフィル後に該基板搭載面にはんだボールを供給する、請求項１５に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
［技術分野］
本発明は、通常のフリップチップパッケージの製造方法、および、特にチップの能動側と基板の接触側との間の間隙部の充填方法に関するものである。さらに、本発明は、上記充填を補助するための基板、および、フリップチップアセンブリに関するものである。
【０００２】
［背景］
本明細書では、「チップ」という用語を、ウェハー形成中のチップと、ダイ、すなわちダイシングプロセスによってウェハーから個々に切り離された後のチップ、とに用いる。
【０００３】
チップの能動側と基板の接触側との間の上記間隙部を充填するために知られている多くの方法がある。「ノンフロー」アンダーフィル技術という方法が知られている。この方法では、チップを取り付ける前に、基板の接触面にアンダーフィル材を供給する。つまり、上記間隙部に、アンダーフィル材を「流さないこと」によって充填する。この方法の不都合な点の１つは、アンダーフィル材の量を正確に測定する必要がある、ということである。他には、上記間隙部に充填しすぎたり、または他方では、上記間隙部が完全に充填されないことがある。
【０００４】
また、「毛管」アンダーフィルという他の方法が知られている。この方法では、ダイを基板に取り付けた後、チップに沿ってアンダーフィル材を注入する。その後、チップの能動側と基板の接触側との間隙部が、毛管効果によって充填される。この方法には、毛管効果に適した流動性を有する高額の材料が必要であり、大規模(「大量」)生産にはまだ適用できない。
【０００５】
第３の知られている方法が、封止部をモールドする前または最中に、または、フリップチップパッケージの周りをハウジングする前またはその最中に、チップの能動側と基板の接触側との間の間隙部に、モールド樹脂を充填することである。この方法は、「アンダーモールディング」と呼ばれている。アンダーフィルされる間隙部の高さが低いので、適切な流動性のあるモールド樹脂を供給する必要がある。通常、このようなモールド樹脂は、モールド樹脂に非常に高額のフィラーを加えることにより、得られる。他方では、５０％を超えるモールド材料は除去される。つまり、半導体デバイスの大きさに切断することにより、モールド樹脂は除去されるか、または、溝に残るのである。
【０００６】
［発明の概要］
一側面では、本発明は、基板に搭載されたチップのアンダーフィルプロセスを容易にする。
【０００７】
他の側面では、本発明では、アンダーフィル材の粘度を下げる必要がない。これにより、高額のフィラーまたは同様の材料を使用する必要がなくなる。
【０００８】
さらに他の側面では、本発明は、完全にアンダーフィルすることができ、空気の含有を防ぐことができる。
【０００９】
本発明の形態は、フリップチップアセンブリを製造するための基板に関するものである。この基板は、その中またはその上に形成された導線と、チップ支持領域を有するチップ搭載面と、上記チップ搭載面とは反対側に位置する基板搭載面と、チップ搭載面のチップ支持領域内に配置された、基板とチップとを接触させるための複数の第１コンタクトパッドと、基板搭載面に配置された、基板と外部とを接触させるための複数の第２コンタクトパッドとを含んでいる。上記第１コンタクトパッドの少なくとも一部は、基板の導線を介して、第２コンタクトパッドに接続されている。この基板の特徴は、チップ支持領域内のチップ搭載面から基板搭載面に延びる供給口である。
【００１０】
この供給口を用いて、チップが搭載された後、アンダーフィル材を充填、ディスペンス、または、焼付け（printing）することができる。このアンダーフィル材を、基板搭載面から供給することもできる。
【００１１】
本発明の一形態では、基板が、複数の供給口を備えている。上記供給口を、アンダーフィル材が均一に流れるパターンになるように配置する必要がある。
【００１２】
他の形態では、供給口の断面は、長方形の形状をしている。さらに、供給口の断面がチップの能動側（チップの能動面の形状）と類似していることが有効である。これにより、アンダーフィル材を流す供給口からチップの縁部までの距離が短くなる。
【００１３】
さらに、本発明の形態は、フリップチップアセンブリに関するものである。このフリップチップアセンブリは、基板、チップ、アンダーフィル材を含んでいる。
【００１４】
この基板は、その中またはその上に形成された導線と、チップ支持領域を有するチップ搭載面と、上記チップ搭載面とは反対側に位置する基板搭載面と、チップ搭載面のチップ支持領域内に配置された、基板とチップとを接触させるための複数の第１コンタクトパッドと、基板搭載面に配置された、基板と外部とを接触させるための複数の第２コンタクトパッドとを含んでいる。上記第１コンタクトパッドの少なくとも一部は、基板の導線を介して、第２コンタクトパッドに接続されている。さらに、この基板は、チップ支持領域内のチップ搭載面から基板搭載面に延びる供給口を有している。
【００１５】
上記チップには、チップ接触部を有する能動側がある。上記チップは、チップ支持領域内のチップ搭載面に面した能動側において、間隙部を構成する能動側とチップ搭載面との距離をあけて、搭載されている。上記距離は、チップ接触部と第１接触部とを相互接続しているコンタクトバンプによって規定されている。
【００１６】
アンダーフィル材は、間に位置する全ての間隙部と供給口とに充填される。
【００１７】
上記アセンブリは、チップ支持領域の表面と能動側とを機械的に接続しているだけではなく、確実に、供給口においても接続している。これにより、アンダーフィル材は、水平方向に力を吸収できる。
【００１８】
本発明の一形態では、間隙部は、モールド樹脂によって充填されている。これにより、高額のアンダーフィル材を使用しないで済む。
【００１９】
このパッケージを、「ベアバックサイド」タイプとして得ることができる。チップの側壁および裏側は、封止部によって少しも覆われていない。他には、間隙部の充填に加えて、チップを、モールド樹脂によって完全に包むことができる。
【００２０】
さらに、本発明は、フリップチップパッケージの製造方法に関するものでもある。この方法は、上記したような特徴を有する基板を備える工程と、上記の特徴を有するチップを備える工程と、上記基板に上記チップを搭載する工程と、間隙部を充填する工程とを含んでいる。
【００２１】
一形態では、上記の充填工程後に、アンダーフィル材を硬化させる。したがって、アンダーフィル材が熱硬化性である場合、上記アセンブリを約１８０℃の温度で熱に曝すことができる。
【００２２】
他の一形態では、充填工程の間にアンダーフィル材に圧力を加える。これにより、この工程は、アンダーフィル材の粘度に依存しなくなる。このことを、アンダーフィル材として液状のモールド樹脂を供給口に充填する他の一形態において、有効に行うことができる。上記液状のモールド樹脂を、上記したような充填工程の後、熱照射によって硬化させる。
【００２３】
他の一形態では、チップを、モールド樹脂によって完全に包む。
【００２４】
［図面の簡単な説明］
本発明およびその利点をより完全に理解するために、以下の記載を添付図面と併せて示す。
【００２５】
図１は、基板の断面を示す図である。
【００２６】
図２は、チップの断面を示す図である。
【００２７】
図３は、基板に搭載されたチップの断面を示す図である。
【００２８】
図４は、ベアバックサイドを有するフリップチップアセンブリの断面を示す図である。
【００２９】
図５は、完全にモールドされた封止部を有するフリップチップアセンブリの断面を示す図である。
【００３０】
図６ａ‐６ｅ（まとめて図６と呼ぶ）は、アンダーフィルして封止部を形成する本発明の２段階方法を示す図である。
【００３１】
図７は、供給口と供給溝とを有する基板を示す正面図である。
【００３２】
図８は、溝の様々な構成を示す断面図である。
【００３３】
［実施形態の詳細な説明］
好ましい実施形態の構成および使用について、以下に論じるが、本発明が多種多様な特定の状況において実施される適用可能な多くの発明概念を提供しているということを、理解する必要がある。論じる特定の実施形態は、本発明を構成し使用する特定の方法を例証しているにすぎず、本発明の範囲を限定するものではない。
【００３４】
図１に示したように、導線２が中に形成された基板１が、備えられている。基板１は、チップ支持領域４を有するチップ搭載面３を有している。基板１は、チップ搭載面３の反対側に基板搭載面５を有している。
【００３５】
導線２は、チップ搭載面３の第１パッド（第１コンタクトパッド）６と、さらには、基板搭載面５の第２パッド（第２コンタクトパッド）７とに接続されている。この例では、第２パッド７は、後にプリント回路基板（図示せず）または他のアセンブリに基板１を搭載するために、はんだボール８を備えている。上記はんだボール８を、図１に示したような他の全てのチップ搭載プロセスの前、および、以下に記載する、図６に示したチップ搭載プロセスの後で、基板１に配置できる。
【００３６】
２つの供給口９、１０は、チップ支持領域４の中央に配置されている。上記供給口９、１０は、チップ搭載面３から基板搭載領域（基板搭載面）５まで延びている。
【００３７】
図２に示したように、チップ１１は、基板１のチップ搭載面３のチップ支持領域４内にチップ１１を搭載するために、バンプ１２を備えている。上記バンプ１２は、はんだバンプから構成されていてもよく、上記搭載は、リフロープロセスによって行われる。他の一実施形態では、バンプ１２は、接着剤から構成されていてもよく、上記接着剤を硬化させることによって、チップ１１が搭載され、接触させる。バンプ１２は、チップ１１がまだウェハーにおいて形成されているときに、コンタクトパッド(図示せず)が配置されているチップ１１の能動側１３に供給される。
【００３８】
ダイシング後、チップ１１は「反転」される。つまり、上記チップの能動側がチップ搭載面３に面するようになる。バンプ１２は、図３に示したように第１パッド６に接触している。その後、チップ１１は、バンプ材料に応じてバンプ１２をリフローまたは硬化させることにより、固定される。
【００３９】
バンプ１２は、チップ搭載面３と能動側１３との距離を規定する。この距離により、面３、１３によって範囲を定められた、間隙部１４が生じる。
【００４０】
チップ１１を搭載した後、アンダーフィル材１５が、間隙部１４内の供給口９、１０を介して、チップ１１の縁部に流れる。このことを、図４に示す。アンダーフィル材１５として、知られている様々な材料を用いることができる。毛管効果を利用してアンダーフィル材を用いた場合、上記アンダーフィル材を、簡単にディスペンスすることによって、供給口９、１０に供給できる。アンダーフィル材１５として、モールド樹脂を用いることがより有効である。この場合、アンダーフィル材１５を供給口９、１０を介して、間隙部１４に押圧する。
【００４１】
「ベアバックサイド」フリップチップパッケージとしては、図４の状態で十分である。しかし、図５に示したように、フリップチップパッケージに封止部１６を供給して完了することもできる。
【００４２】
封止されたフリップチップパッケージを形成する手順について、図６ａ‐６ｅ（まとめて図６と呼ぶ）に詳細に示す。図６に示したように、全プロセス中、基板は、真空チャック１７によって支持されている。この真空チャック１７はまた、真空源 (図示せず)に接続された真空フィードスルー１８を有している。真空にすることにより、基板１は真空チャック１７に固定される。
【００４３】
図６ａに示したように、チップ１１を保護する基板１に、モールド１９が配置される。次に、アンダーフィル材としてのモールド樹脂を、供給口９を介して、間隙部１４に押し出す。供給口９は、第１モールドゲートとして機能する。図６ｂに示したように、この充填は、チップ１１の縁部２０に達するまで続く。その後、第２モールドゲート２１を開け、金型１９に、封止部１６を形成するモールド樹脂を押圧する。モールド樹脂を第２モールドゲート２１を介して金型１９に押圧している間、供給口９を介した材料供給を停止する。しかし、モールド樹脂が供給口９に逆流することを避けるために、供給口９の圧力を維持する。このことを、図６ｃおよび６ｄに示す。
【００４４】
金型１９を完全に充填したら、圧力をＯＦＦ状態にする。モールド樹脂の冷却後、封止プロセスは完了する。最後の構造を図６ｅに示す。
【００４５】
図７および図８に示したように、基板１は、ソルダーレジスト２２からなる層を備えている。ソルダーレジストを用いる必要はないが、ソルダーレジストは、極めて一般的な材料であり、好ましい材料である。ソルダーレジストからなる層はパターニングされ、その中に溝２３が形成される。上記溝２３は、アンダーフィル材を流れやすくする。図８は、上記溝を形成するための、ソルダーレジスト２２からなる層のいくつかの実施形態を示している。
【００４６】
図７に示したように、上記溝２３は、供給口９から放射状に外側へ延びている。
【００４７】
本発明およびその利点について詳述してきたが、添付の特許請求の範囲に規定したような本発明の精神および範囲から逸脱することなく、本発明を様々に変更、置き換え、修正することができるということを、理解する必要がある。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】基板の断面を示す図である。
【図２】チップの断面を示す図である。
【図３】基板に搭載されたチップの断面を示す図である。
【図４】ベアバックサイドを有するフリップチップアセンブリの断面を示す図である。
【図５】完全にモールドされた封止部を有するフリップチップアセンブリの断面を示す図である。
【図６Ａ】アンダーフィルして封止部を形成する本発明の２段階方法を示す図である。
【図６Ｂ】アンダーフィルして封止部を形成する本発明の２段階方法を示す図である。
【図６Ｃ】アンダーフィルして封止部を形成する本発明の２段階方法を示す図である。
【図６Ｄ】アンダーフィルして封止部を形成する本発明の２段階方法を示す図である。
【図６Ｅ】アンダーフィルして封止部を形成する本発明の２段階方法を示す図である。
【図７】供給口と供給溝とを有する基板を示す正面図である。
【図８】溝の様々な構成を示す断面図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
2007258721.tif 000009
【図６Ｃ】
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【図６Ｄ】
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【図６Ｅ】
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【図７】
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【図８】
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